Załącznik nr 7 do Zarządzenia Rektora nr../2 z dnia.... 202r. KARTA MODUŁU / KARTA PRZEDMIOTU Kod modułu (taki jak w USOS) Nazwa modułu Wytrzymałość materiałów Nazwa modułu w języku angielskim Strength of materials Obowiązuje od roku akademickiego 203/20 A. USYTUOWANIE MODUŁU W SYSTEMIE STUDIÓW Kierunek studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma i tryb prowadzenia studiów Specjalność Jednostka prowadząca moduł Koordynator modułu Budowa i eksploatacja maszyn I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) niestacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne) wszystkie specjalności Katedra Mechaniki Dr hab. inż. Leszek Radziszewski, prof. PŚk Zatwierdził: B. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PRZEDMIOTU Przynależność do grupy/bloku przedmiotów Status modułu Język prowadzenia zajęć Usytuowanie modułu w planie studiów - semestr Usytuowanie realizacji przedmiotu w roku akademickim Wymagania wstępne Egzamin Liczba punktów ECTS 6 kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) Polski Semestr czwarty Semestr zimowy (semestr zimowy / letni) brak wymagań (kody modułów / nazwy modułów) tak (tak / nie) Forma prowadzenia zajęć wykład ćwiczenia laboratorium Projekt inne w semestrze 8 8 9
C. EFEKTY KSZTAŁCENIA I METODY SPRAWDZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Cel modułu Nabycie wiedzy i umiejętności w zakresie podstawowych wielkości opisujących ciała odkształcalne (naprężenie, przemieszczenie, odkształcenie) oraz podstawowych problemów związanych z zachowaniem i bezpieczeństwem konstrukcji (proste przypadki wytrzymałościowe, hipotezy wytrzymałościowe, wyboczenie itd.). (3- linijki) Symbol efektu Efekty kształcenia Student ma elementarną wiedzę nt. podstawowych wielkości opisujących zachowanie ciał odkształcalnych takich jak naprężenie, przemieszczenie, odkształcenie oraz rozumie znaczenie ich uniwersalności Student ma wiedzę nt. prostych przypadków wytrzymałościowych dla konstrukcji prętowych takich jak rozciąganie, ścinanie, zginanie, skręcanie Student zna wybrane zagadnienia bezpieczeństwa materiałów i konstrukcji takie jak hipotezy wytrzymałościowe, wybrane twierdzenia i metody energetyczne, elementy teorii płyt cienkich, rur grubościennych, podstawy analizy stateczności konstrukcji oraz zjawisko zmęczenia materiałów Student potrafi wykonywać nieskomplikowane analizy dla prostych przypadków wytrzymałościowych takich jak rozciąganie, ścinanie, zginanie, skręcanie Student potrafi wykonywać proste analizy dotyczące wyznaczania przemieszczeń w konstrukcjach prętowych, obliczania naprężeń zredukowanych oraz wyznaczania obciążeń krytycznych Forma prowadzenia zajęć (w/ć/l/p/inne) Ć, l Ć, l odniesienie do efektów kierunkowych K-W0 K-W02 K-W02 K-W2 K-W02 K-W2 K-U3 K-U02 K-U06 K-U3 K-U08 odniesienie do efektów obszarowych TA_W0 TA_W02 TA_W07 TA_W0 TA_W02 TA_W07 TA_W0 TA_W02 TA_W07 TA_U09 TA_U05 TA_U09 TA_U08 Student posiada umiejętność oceniania przydatności analiz wytrzymałościowych w rozwiązywaniu prostych zagadnień inżynierskich K-U9 K-U3 TA_U3 TA_U U_0 Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole l K_U02 K_02 Student rozumie potrzebę stałego uzupełniania wiedzy z obszaru wytrzymałości materiałów Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadanie K-K0 K-K02 K-K0 TA_U02 TA_K0 TA_K02 TA_K0 l K_K0 TA_K0 Treści kształcenia:. Treści kształcenia w zakresie wykładu Nr wykładu Treści kształcenia Podstawy wytrzymałości materiałów, zadania, założenia i uproszczenia przedmiotu. Modele materiałów, klasyfikacja modeli konstrukcji. Odniesienie do efektów kształcenia dla modułu
2 3 5 6 7 8 9 Analiza płaskiego stanu naprężenia transformacja, wyznaczanie kierunków głównych, koło Mohra. Wektor naprężenia i stan naprężenia w punkcie. Wektor przemieszczenia. Stan odkształcenia w punkcie wydłużenia względne, odkształcenia postaciowe, kierunki główne. Elementarne związki fizyczne, wykres rozciągania stali miękkiej i wysokowęglowej. Prawo Hooke a. Siły wewnętrzne w pręcie, klasyfikacja przypadków wytrzymałościowych. Rozciąganie analiza przemieszczeń, odkształceń i naprężeń, warunek wytrzymałościowy. Przypadki rozciągania statycznie niewyznaczalnego. Ścinanie, czyste ścinanie, ścinanie technologiczne. Geometria przekroju poprzecznego pręta środki ciężkości, osiowe i biegunowy moment bezwładności przekroju. Główne centralne osie bezwładności przekroju poprzecznego. Skręcanie prętów o przekroju kołowym, analiza odkształceń i naprężeń, naprężenia maksymalne i kąt skręcenia wału, warunek wytrzymałościowy. Zginanie, wykresy sił tnących i momentów gnących, opis odkształceń belki poddanej zginaniu, analiza naprężeń w pręcie zginanym, warunek wytrzymałościowy. Naprężenia styczne przy zginaniu. Linie ugięcia belek, równanie różniczkowe linii ugięcia. Energia odkształcenia energia odkształcenia objętościowego i postaciowego. Hipotezy wytrzymałościowe hipoteza Hubera-Misesa-Hencky ego, hipoteza największych naprężeń stycznych. Praktyczne wykorzystanie hipotez wytrzymałościowych do analizy złożonych przypadków wytrzymałości pręta. Wyboczenie pręta wzór Eulera, smukłość i smukłość graniczna, wyboczenie w zakresie sprężysto-plastycznym. Energia odkształcenia konstrukcji prętowych, zasada wzajemności prac Bettiego, wyznaczanie przemieszczeń w ustrojach prętowych metodą Maxwella-Mohra. Elementy teorii płyt cienkich: założenia i podstawowe zależności. Spiętrzenie naprężeń. Zmęczenie materiałów. 2. Treści kształcenia w zakresie ćwiczeń Nr zajęć ćwicz. Treści kształcenia Wyznaczanie środków ciężkości oraz osiowych i biegunowych momentów bezwładności przekroju poprzecznego pręta. Wyznaczanie głównych centralnych osi bezwładności i głównych centralnych momentów bezwładności. Wskaźniki wytrzymałości, koło Mohra Odniesienie do efektów kształcenia dla modułu 2 Obliczanie naprężeń, odkształceń i przemieszczeń w prętach poddanych rozciąganiu (ściskaniu), warunek wytrzymałościowy.
Zagadnienia (rozciągania, ściskania) statycznie niewyznaczalne. Czyste ścinanie, ścinanie techniczne. Analiza płaskiego stanu naprężenia wyznaczanie naprężeń głównych, transformacja stanu naprężenia 5 6 7 8 9 Analiza stanu odkształcenia. Skręcanie prętów o przekroju kołowym, naprężenia maksymalne i kąt skręcenia wału, warunek wytrzymałościowy. Kolokwium nr. Wykresy sił tnących i momentów gnących w prętach zginanych, wyznaczanie naprężeń w pręcie zginanym. Wyznaczanie linii ugięcia prętów zginanych. Analiza stateczności prętów ściskanych. Wyznaczanie siły krytycznej Eulera. Krzywe Tetmajera-Jasińskiego. Analiza stanu naprężeń i odkształceń, koła Mohra. Analiza wybranych przypadków wytrzymałości złożonej. Energia rozciągania, skręcania, zginania. Uogólnione prawo Hooke a. Hipotezy wytrzymałościowe Hubera i maksymalnych naprężeń stycznych. Kolokwium nr 2 Naprężenia zredukowane. Wytrzymałość złożona pręta. Wyznaczanie przemieszczeń w ustrojach prętowych metodą Maxwella-Mohra. Wykorzystanie twierdzeń Castigliano i Menabrea do wyznaczania przemieszczeń i reakcji statycznie niewyznaczalnych. Analiza naprężeń i odkształceń tarczy kołowej. Analiza wytrzymałościowa rur grubościennych. Kolokwium nr 3 3. Treści kształcenia w zakresie laboratorium Nr zajęć lab. Treści kształcenia Statyczna próba rozciągania. Wyznaczanie naprężeń w belce zginanej metodą tensometryczną Odniesienie do efektów kształcenia dla modułu U_0 K_02 2 3 Wyznaczanie środka sił poprzecznych w ceowniku. Wyznaczanie siły krytycznej Eulera Wyznaczanie modułu Younga na podstawie analizy ugięcia belki,
wyznaczanie reakcji statycznie niewyznaczalnej Elastooptyka. Wyznaczanie stałej modelowej. Wyznaczanie współczynnika kształtu przy zginaniu płaskiej próbki z jednostronnym karbem 5 Kolokwium Metody sprawdzania efektów kształcenia Zaliczenie wykładu na podstawie egzaminu pisemnego składającego się z zadań oraz pytań, które mogą zawierać elementy obliczeń Zaliczenie ćwiczeń na podstawie trzech sprawdzianów (kolokwiów). Zaliczenie laboratorium na podstawie sprawozdań z każdych zajęć oraz kolokwium. Symbol efektu U_0 K_02 Metody sprawdzania efektów kształcenia (sposób sprawdzenia, w tym dla umiejętności odwołanie do konkretnych zadań projektowych, laboratoryjnych, itp.) Egzamin pisemny, kolokwium na ćwiczeniach i laboratoriach Egzamin pisemny, kolokwia na ćwiczeniach i laboratoriach Egzamin pisemny, kolokwium na ćwiczeniach i laboratoriach Egzamin pisemny, kolokwia na ćwiczeniach, aktywność na ćwiczeniach i laboratoriach Egzamin pisemny, kolokwium na ćwiczeniach, aktywność na ćwiczeniach i laboratoriach Egzamin pisemny, kolokwia na ćwiczeniach, aktywność na ćwiczeniach i laboratoriach Egzamin pisemny, kolokwia na ćwiczeniach, aktywność na ćwiczeniach i laboratoriach Egzamin pisemny, kolokwia na ćwiczeniach, komentarze na wykładach i dyskusja na ćwiczeniach Aktywność na ćwiczeniach i laboratoriach
Nakład pracy studenta Bilans punktów ECTS Rodzaj aktywności obciążenie studenta Udział w wykładach 8 2 Udział w ćwiczeniach 8 3 Udział w laboratoriach 9 Udział w konsultacjach (2-3 razy w semestrze) (w konsultacje do wykładu, ćw konsultacje do ćwiczeń, lab konsultacje do laboratorium) 2w+2ćw+2lab=3 5 Udział w zajęciach projektowych 6 Konsultacje projektowe 7 Udział w egzaminie 3 8 9 Liczba godzin realizowanych przy bezpośrednim udziale nauczyciela akademickiego 0 Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczyciela akademickiego ( punkt ECTS=25-30 godzin obciążenia studenta) Samodzielne studiowanie tematyki wykładów 20 2 Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń 25 3 Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów 30 Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów 30 5 Wykonanie sprawozdań 0 5 Przygotowanie do kolokwium końcowego z laboratorium 0 7 Wykonanie projektu lub dokumentacji 8 Przygotowanie do egzaminu 20 9 Przygotowanie do sprawdzianu na wykładzie 20 Liczba godzin samodzielnej pracy studenta 2 Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach samodzielnej pracy ( punkt ECTS=25-30 godzin obciążenia studenta) 22 Sumaryczne obciążenie pracą studenta 78 23 Punkty ECTS za moduł 6 punkt ECTS=25-30 godzin obciążenia studenta 2 Nakład pracy związany z zajęciami o charakterze praktycznym Suma godzin związanych z zajęciami praktycznymi 25 Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym punkt ECTS=25-30 godzin obciążenia studenta 33 (suma) 5 (suma) 5 36 D. LITERATURA
A. Wykład. Niezgodziński M. E., Niezgodziński T.: Wytrzymałość materiałów. Warszawa, PWN 2002 2. Gierulski W., Miksa M., Radowicz A.: Mechanika techniczna. Politechnika Świętokrzyska, Skrypt 29, Kielce 996 3. Jakubowicz A., Orłoś Z.: Wytrzymałość materiałów. Warszawa, WNT 98 (lub inne wydania). Brzoska Z.: Wytrzymałość materiałów. Warszawa, PWN 97 5. Konarzewski Z.: Podstawy technicznej mechaniki ciała stałego. Warszawa, WNT 985 Wykaz literatury B. Ćwiczenia. Niezgodziński M. E., Niezgodziński T.: Zadania z wytrzymałości materiałów. Warszawa, WNT 200 2. Barchan A., Wójcik S.: Mechanika techniczna. Zbiór zadań z rozwiązaniami. Politechnika Świętokrzyska, Skrypt 27, Kielce 99 3. Banasiak M., Grossman K., Trombski M.: Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów. Warszawa, PWN 998. Bojczuk M., Duda I.: Wytrzymałość materiałów. Teoria i przykłady obliczeń. T I, II. Politechnika Świętokrzyska, Skrypty 33, 335; Kielce 998 5. Bojczuk M., Duda I.: Wytrzymałość materiałów. Teoria i przykłady obliczeń. T III. Politechnika Świętokrzyska, Skrypt 363; Kielce 2000 Witryna WWW modułu/przedmiotu